24-Mavzu: h – kationitli filtrlarning ishlatilishi

24-Mavzu: H – kationitli filtrlarning ishlatilishi.
Reja:

1. 
   H – kationitli filtrlarning ishlatilishi.
   
2. 
   H – kationitli filtrlarda suvni yumshatish xususiyatlari.
   
3. 
   H – kationitli filtrlarning turlari.
   

Tayanch iboralar: kationit, natriy kationit, vodorod kationit, kationit filtrlari,Regenerasiya,HCl kislota eritmasi.
Suv tozalash inshoatlarida H– kationitli filtrlar ham Na – kationitli filtrlar kabi suvni yumshatish, ya'ni Ca, Mg hamda kationlardan tozalash uchun ishlatiladi. H – kationitli filtrlardan o'tayotgan suv tarkibidagi kationlarning filtrdagi H– kationlari bilan almashish suvni H – kationlar deb ataladi va ion holatda quyidagicha yoziladi:



Agar suv tarkibida kationlar CaCl2, MgCl2, CaSO4, Ca(NO3)2, Mg(NO3)2 kabibirikmalar holatida bo'lsa, molekulyar ko'rinishda quyidagicha yoziladi:
2R[H+CaCl=R2]Ca+2HCl2
2R[H+MgCl=R2]Mg+2HCl2
2R[H+CaSO4=R2]Ca+H2SO4
2R[H+MgSO4=R2]Mg+H2SO4
Suvni H– kationlash natijasida suv tarkibidagi Ca, Mg va Na kationlari konsentrasiyasi, kamayishi bilan suvning umumiy ishqoriyligi va tuz miqdori ham kamayadi. Ammo kislotalik xususiyati oshadi. Bu xususiyat yumshatilayotgan suv tarkibidagi tuzlarning kation almashish jarayonida NCl, H2SO4, HNO3 kislotlariga aylanishi natijasida sodir bo'ladi. Kislotaliri yuqori bo'lgan suv metallarda korroziya jarayonini tezlashtirgani sababli H – kationlashdan o'tgan suvlarni IES larda ishlatib bo'lmaydi. Suv tozalash inshoatlarida H – kationitlash bilan tozalangan suvning kislotalik xususiyatini kamaytirish, ularni Na – kationlangan filtrlarda yuqori darajada tuzsizlantirish yo'li bilan amalga oshiriladi. H – kationitli suv ishqoriy xususiyatli Na - kationlashga suv aralashganda H – kationitli suv tarkibidagi kuchli kislotalarning Na – kationitli suv tarkibidagi NaHCO3 birikmasi bilan neyitrallanish natijasida sodir bo'ladi.
H2SO4+2NaHCO3=Na2SO4+2H2CO3
HCl+NaHCO3=NaCl+H2CO3
H2NO3+NaHCO3=Na2NO3+H2CO3
H– kationitli suv anionitli filtrlardan o'tkazilganda esa uning kislotalilik xususiyati kamayishi tarkibidagi kuchli kislota anionlarning SO4, Cl, NO3 anionitning OH – anionlari bilan almashishi natijasida suv tarkibidagi shu anionlarning konsentrasiyasi kamayishi hisobiga sodir bo'ladi. H – kationitli filtrlarda ham suvdagi Sa, Mg, Na kationlarining H– kationi bilan almashish tezligi bir xil emas, ya'ni quyidagi ketma-ketlik Ca>Mg>Na mavjud. Bu qatordagi har bir oldingi kation keyingi kationga nisbatan ko'p miqdorda va yuqori tezlikda kationitga yutilishi hamda oldingi kation o'zidan keyingi kationitni siqib chiqarish xususiyatiga ham ega.

1. 
   rasm. Suvni vodorod-natriy-kationitli yumshatishining parallel, ketma-ket va birgalikdashi sxemasi.
   

1, 11 – dastlabki suvni keltirish va yumshatilgan suvni olib ketish; 2 – tuz aralashtirgich; 3 – natriy-kationitli filtrlarning guruhi; 4 – yumshatish baki; 5 – gazdan tozalovchi; 6 – yumshatilgan suv uchun idish; 7 – ventilyator; 8 – vodorod-kationitli filtrlar guruhi; 9 – kislota eritmasini saqlash uchun bak; 10 – nasos; 12 – vodorod-natriy-kationitli filtr.
H – kationitli filtrlarda tozalanayotgan suvda Ca yoki Mg kationlari paydo bo'lishi bilan regenerasiya qilish uchun to'xtatiladi. H – kationitli filtrlarning ishchi ion almashtirish qobiliyatini tiklash uchun reagent sifatida H2SO4 yoki HCl kislotalarining eritmalari ishlatiladi. Regenerasiya jarayoni Na – kationitli filtrlardagi kabi amalga oshiriladi.
R2]Ca+H2SO4=2R]H+CaSO4
R2]Mg+H2SO4=2R]H+MgSO4
2R]Na+H2SO4=2R]H+Na2SO4
Reaksiyalar natijasida hosil bo'lgan CaSO4 suvda kam eruvchi birikma bo'lganligi uchun regenerasiya jarayonida kationit donachalari orasida qattiq holatdagi kristall birikmalar hosil qiladi, bu kationitlarning “jipslanish holati” deyiladi.